變速器總成的製作方法
2023-05-18 23:16:51
本公開涉及機動車輛的自動變速器領域。更具體地，本公開涉及裝配換擋元件的結構和方法。
背景技術：
：很多車輛在寬範圍的車速(包括前進運動和倒車運動兩者)下使用。然而，某些類型的發動機只能在較窄的速度範圍內高效運轉。所以，頻繁使用能在多個傳動比下高效傳輸動力的變速器。當車輛處於低速時，變速器通常在高傳動比下運轉，使得發動機扭矩倍增以提高加速度。處於高車速時，使變速器以低傳動比運轉，以允許與安靜、燃料高效的巡航關聯的發動機轉速。通常，變速器具有安裝到車輛結構的殼體、通過發動機曲軸驅動的輸入軸，以及通常經由差速器總成驅動車輪的輸出軸，該差速器總成允許車輛轉彎時左車輪和右車輪以稍微不同的轉速旋轉。多個齒輪傳動元件(例如行星齒輪組)與輸入軸、輸出軸和殼體通過諸如制動器和離合器的多個換擋元件而相互連接。通過選擇性地結合換擋元件的多個子集而建立多個變速器傳動比。一種普通類型的換擋元件是液壓致動的多片溼式摩擦離合器。離合器組包括具有摩擦材料的多個摩擦片，所述多個摩擦片與多個分離片交替。摩擦片花鍵連接到其中一個元件以通過換擋元件選擇性地結合，分離片花鍵連接到其他元件。為了接合離合器，向活塞施加液壓壓力，活塞進而向位於離合器組的一端的分離片施加軸向力。位於離合器組的相對端的分離片稱為反作用片。反作用片被軸向地保持，以提供反作用力，使得來自活塞的力擠壓分離片之間的摩擦片。當液壓壓力釋放時，回位彈簧推動活塞遠離離合器組以使換擋元件分離。技術實現要素：一種變速器包括兩個制動器，其利用固定到變速器殼的變速器前支撐件 作為離合器殼。內部制動器包括第一離合器組，該第一離合器組包括花鍵連接到前支撐件的反作用片。外部制動器包括第二活塞，該第二活塞被構造成在前支撐件內滑動以壓縮第二離合器組，第二離合器組可花鍵連接到變速器殼。用於第二活塞的回位彈簧裝置對第一制動器的反作用片施加反作用。變速器還可包括行星齒輪組，其中，內部制動器選擇性地保持中心齒輪不旋轉，且外部制動器選擇性地保持環形齒輪不旋轉。一種換擋元件模塊包括殼體，該殼體具有圓筒壁。殼體可以是變速器的前支撐件。第一離合器組花鍵連接到圓筒壁的內側。第一活塞可徑向地位於圓筒壁的內部，壓縮第一離合器組。用於第二活塞的回位彈簧裝置對第一離合器組的反作用片施加反作用。反作用片可包括徑向爪，該徑向爪延伸通過圓筒壁的軸向爪，以在圓筒壁的外側上為回位彈簧裝置提供反作用點。殼體可限定有用於輸送流體的通道，以接合換擋元件。根據本發明，一種換擋元件模塊包括：殼體，具有圓筒壁；第一離合器組，花鍵連接到圓筒壁的內側；第一活塞和第二活塞，被構造成相對於殼體滑動，第一活塞被構造成壓縮第一離合器組；回位彈簧裝置，對第一離合器組的位於圓筒壁外側的反作用片施加反作用，以向第二活塞施加力。根據本發明的實施例，殼體是適於固定到變速器殼的變速器前支撐件。根據本發明的實施例，殼體限定有用於將增壓流體從變速器殼輸送到與第一活塞和第二活塞相關聯的施壓腔的通道。根據本發明的實施例，圓筒壁包括多個軸向爪，反作用片包括多個徑向爪，所述多個徑向爪在軸向爪之間從圓筒壁的內側延伸到圓筒壁的外側。根據本發明的實施例，回位彈簧包括：彈簧保持件，具有第一側和第二側，第一側適於向反作用片傳遞反作用力；多個螺旋彈簧，沿第二側周向地布置。根據本發明的實施例，彈簧保持件剛性地緊固到反作用片。一種變速器通過裝配換擋元件模塊然後將換擋元件模塊插入到變速器殼中而裝配。換擋元件模塊通過將兩個活塞插入到殼體中而裝配，一個活塞位於圓筒壁的內側，另一個活塞位於圓筒壁的外側。用於外活塞的回位彈簧裝置在插入外活塞之後再插入。與內活塞相關聯的離合器組在內活塞插入之後花鍵連接到圓筒壁的內表面。回位彈簧裝置在插入離合器的反作用片時被壓縮。然後，反作用片通過卡環而軸向地固定到圓筒壁。根據本發明，一種裝配變速器的方法，包括：將內活塞插入到殼體中，使內活塞位於殼體的圓筒壁的內側上；將內離合器組的分離片和摩擦片插入到殼體中，每個分離片均花鍵連接到圓筒壁的內側；將外活塞插入到殼體中，使外活塞位於圓筒壁的外側上；插入彈簧裝置，使其抵著外活塞；在插入內離合器組的反作用片時壓縮彈簧裝置；插入卡環以使內離合器組的反作用片保持在圓筒壁上，使得反作用片將彈簧裝置保持在壓縮狀態。根據本發明的實施例，在將內離合器組的分離片和摩擦片插入到殼體中之後將外活塞插入到殼體中。根據本發明的實施例，所述方法還包括將殼體插入到變速器殼中並將殼體固定到變速器殼。根據本發明的實施例，所述方法還包括將外離合器組的分離片和摩擦片插入到變速器殼中，每個分離片均花鍵連接到變速器殼。根據本發明的實施例，所述方法還包括將行星齒輪組插入到變速器殼中，內離合器轂固定地連接到行星齒輪組的中心齒輪，且外離合器轂固定地連接到行星齒輪組的環形齒輪。根據本發明的實施例，在插入外離合器組的分離片和摩擦片之前，將行星齒輪組插入到變速器殼中，其中，外離合器組的摩擦片在插入時花鍵連接到外離合器轂。根據本發明的實施例，在將殼體插入到變速器殼中之前，將行星齒輪組插入到變速器殼中，其中，內離合器組的摩擦片在插入殼體時花鍵連接到內離合器轂。附圖說明圖1是變速器齒輪傳動裝置的示意圖。圖2是圖1的齒輪傳動裝置的兩個制動器的截面圖。具體實施方式本公開的實施例描述於此。然而，應理解，公開的實施例僅為示例，其它實施例能夠採用各種和替代的形式。附圖無需按比例繪製；可放大或縮小一些特徵以顯示特定部件的細節。所以，在此公開的具體結構和功能細節不應解釋為限制，而僅為教導本領域技術人員以多種形式使用本發明的代表性 基礎。本領域內的普通技術人員應理解，參考任一附圖示出和描述的多個特徵可與一個或更多個其它附圖中示出的特徵組合，以形成未明確示出或描述的實施例。所示出的特徵的組合為典型應用提供代表性實施例。然而，與本公開的教導一致的特徵的多種組合和變型可希望用於特定應用或實施方式。齒輪傳動裝置是旋轉元件和被構造為在旋轉元件之間施加指定的轉速關係的換擋元件的集合。無論任何換擋元件的狀態如何，都施加一些轉速關係(稱為固定轉速關係)。僅當特定的換擋元件完全接合時才施加其它的轉速關係(稱為選擇性轉速關係)。離散比變速器具有在輸入軸與輸出軸之間選擇性地施加多個傳動比的齒輪傳動裝置。如果在所有工況下迫使一組旋轉元件以相同的轉速繞同一軸線旋轉，則該組旋轉元件彼此固定地連接。可通過花鍵連接、焊接、壓裝、由同一固體加工或其它方式將旋轉元件固定連接。固定連接的元件之間會發生轉動位移(比如由於間隙或軸柔性而導致的位移)的輕微變化。彼此均固定連接的一個或更多個旋轉元件可以稱為軸。相反，兩個旋轉元件通過換擋元件選擇性地連接，只要在換擋元件完全接合時換擋元件便約束這兩個旋轉元件以相同的速度繞同一軸線旋轉，並且在至少一些其它工況中這兩個旋轉元件以不同的轉速自由旋轉。通過選擇性地將旋轉元件連接到殼體而保持旋轉元件不旋轉的換擋元件稱為制動器。將兩個或更多個旋轉元件選擇性地彼此連接的換擋元件稱為離合器。換擋元件可以是主動控制的裝置(例如液壓或電動致動的離合器或制動器)或者可以是被動裝置(例如單向離合器或制動器)。圖1中示意性地示出了變速器的示例。變速器使用四個簡單的行星齒輪組20、30、40和50。行星架22繞中心軸線旋轉並支撐一組行星齒輪24，使得行星齒輪相對於行星架旋轉。行星齒輪上的外輪齒與中心齒輪26上的外輪齒嚙合並與環形齒輪28上的內輪齒嚙合。中心齒輪和環形齒輪被支撐以繞與行星架相同的軸線旋轉。齒輪組30、40和50類似地構造。表1中列出了每個行星齒輪組的建議的齒數比。表1環形齒輪28/中心齒輪262.20環形齒輪38/中心齒輪361.75環形齒輪48/中心齒輪461.60環形齒輪58/中心齒輪563.70中心齒輪26固定連接到中心齒輪36；行星架22、行星架42和環形齒輪58相互固定連接；環形齒輪38固定連接到中心齒輪46；輸入軸60固定連接到行星架32；輸出軸62固定連接到行星架52。環形齒輪28通過制動器66選擇性地保持不旋轉，中心齒輪26和36通過制動器68選擇性地保持不旋轉。輸入軸60通過離合器70選擇性地連接到中心齒輪56。中間軸64通過離合器72選擇性地連接到中心齒輪56，通過離合器74選擇性地連接到環形齒輪48，並通過離合器76選擇性地連接到環形齒輪38和中心齒輪46。如表2中所示，四個相組合地接合的離合器和制動器在輸入軸60和輸出軸62之間建立十個前進傳送比和一個倒擋傳動比。X指的是需要該離合器來建立該傳動比。(X)指的是可以應用該離合器但並不是必需的。在1擋，在不改變傳動比時，可應用離合器74或離合器76而不應用離合器72。當齒輪組具有表1中所示的齒數時，傳動比具有表2中指示的值。表2666870727476傳動比階倒擋XXXX-4.79102％1擋XXX(X)4.702擋XXXX2.991.573擋XXXX2.181.374擋XXXX1.801.215擋XXXX1.541.176擋XXXX1.291.197擋XXXX1.001.298擋XXXX0.851.179擋XXXX0.691.2410擋XXXX0.641.08圖2示出了根據圖1的齒輪傳動裝置的變速器的局部截面圖。具體地，圖2示出了包括簡單的行星齒輪組20和制動器66和68的前部。前支撐件80固定到變速器殼82。前支撐件80和變速器殼82可花鍵連接、用螺栓連接或通過某些其他機構或組合機構固定。輸入軸60由軸承84支撐以相對於前支撐件80旋轉。除了為輸入軸60提供支撐以外，前支撐件還將流體從變速器殼82輸送到輸入軸60內的一個或更多個通道。流體可提供潤滑，可流入 變矩器，可接合變矩器鎖止離合器，和/或可接合離合器70、72、74和76。制動器68通過選擇性地將中心齒輪26連接到前支撐件80而選擇性地保持中心齒輪26不旋轉。轂86固定到中心齒輪26。轂86上的徑向爪(finger)與中心齒輪26上的軸向爪相嚙合，並通過插入到軸向爪中的槽中的卡環88而保持就位。一組摩擦片90花鍵連接到轂86的外表面。花鍵防止摩擦片與轂之間的相對旋轉，但是允許一定程度的軸向運動。圓筒壁92從支撐件80向齒輪組20延伸。一組分離片94花鍵連接到圓筒壁92的內表面，使得它們與摩擦片90交替。最末端的分離片96稱為反作用片因為它在離合器接合時施加反作用力。反作用片96通過卡環98軸向地保持就位。摩擦片和分離片統稱為離合器組。制動器68通過經前支撐件80向施壓腔100提供增壓流體而接合。流體壓力迫使活塞102向右滑動並向第一分離片(可稱為壓力片)施加軸向力。該軸向力擠壓分離片94之間的摩擦片90。分離片與摩擦片之間的摩擦力對摩擦片和分離片施加扭矩。摩擦片90上的扭矩經由轂86而傳遞到中心齒輪26。分離片94上的扭矩經由圓筒壁92和前支撐件80而傳遞到變速器殼82。當流體壓力釋放時，回位彈簧104將活塞102推回到左側，去除了摩擦片90與分離片94之間的軸向力。圖2示出了回位彈簧104是蝶形彈簧。如果壓縮彈簧可被替代，可使用其他類型的彈簧(例如螺旋彈簧或包括圓形設置的多個彈簧的彈簧組總成)。回位彈簧104對插入到前支撐件80中的槽中的卡環106施加反作用。制動器66通過選擇性地將環形齒輪28連接到前支撐件80而選擇性地保持環形齒輪28不旋轉。轂108固定到環形齒輪28。轂108上的徑向爪與環形齒輪28上的軸向爪相嚙合並通過插入到軸向爪中的槽中的卡環110而保持就位。一組摩擦片112花鍵連接到轂108的外表面。一組分離片114花鍵連接到變速器殼82的內表面，使得它們與摩擦片112交替。替代地，分離片114可花鍵連接到前支撐件80的另一圓筒壁。最末端的分離片116(稱為反作用片)通過卡環118保持軸向就位。制動器66通過經前支撐件80向施壓腔120提供增壓流體而接合。流體壓力迫使活塞122向右滑動，以擠壓分離片114之間的摩擦片112。分離片與摩擦片之間的摩擦力對摩擦片和分離片施加扭矩。摩擦片112上的扭矩經由轂108而傳遞到環形齒輪28。當流體壓力釋放時，回位彈簧124將活塞122 推回到左側，去除了摩擦片112與分離片114之間的軸向力。與回位彈簧104一樣，可使用各種類型的壓縮彈簧。圖2示出了彈簧組總成的一個螺旋彈簧。為了使回位彈簧124向活塞122施加軸向力，它還必須對另一些組件施加反作用力。利用插入到圓筒壁92中的槽中的卡環需要增大圓筒壁92的厚度。卡環需要足夠深的槽。圖2的組件避免了對圓筒壁92的外表面中的槽的需求。反作用片96包括在圓筒壁92中的軸向爪之間延伸的多個徑向爪。彈簧保持件126通過反作用片96的延伸至圓筒壁92的外表面之外的徑向爪而被軸向保持。回位彈簧124的反作用力經由保持件126、反作用片96、卡環98和圓筒壁92而傳遞到前支撐件80。彈簧保持件126和反作用片96可形成為單個部件或者可以是單獨的部件。此外，彈簧124可在裝配之前固定到彈簧保持件126或者可單獨地安裝。圖2的變速器的裝配可通過預裝配包括前支撐件80、制動器68和制動器66的一部分的模塊而完成。具體地，模塊可包括活塞122和回位彈簧124。然後可將模塊安裝到變速器中。因為後輪驅動變速器的後部附近通常比前部附近更窄，所以組件通常從前部(大端)安裝，而最靠後的組件先安裝。對於從前部開始裝配的變速器，在已經安裝了齒輪組20、摩擦片112和分離片116之後安裝模塊。前輪驅動變速器可從前部或後部或者兩者的一定的組合開始裝配。通過將組件從後側(圖2中的右側)安裝到前支撐件80而預裝配模塊。一種可能的安裝順序是：i)活塞122，ii)回位彈簧124，iii)彈簧保持件126，iv)活塞102，v)回位彈簧104，vi)卡環106，vii)與摩擦片90交替並以反作用片96結束的分離片94，viii)卡環98。這種順序的一些變形是可能的。彈簧104在安裝卡環106之前必須壓縮，彈簧124在安裝卡環98之前必須壓縮。在插入到前支撐件80之前，部件的一些組合可彼此緊固，不論是暫時的還是永久的。例如，活塞122、回位彈簧124和彈簧保持件126可插入到將回位彈簧124預加載到壓縮狀態的固定部中。固定部可在這些部件插入到前支撐件80時保持附著，然後在安裝卡環98之後拆卸掉。雖然以上描述了示例性實施例，但是並不意味著這些實施例描述了權利要求包含的所有可能的形式。說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限制，並且應理解，在不脫離本公開的精神和範圍的情況下可以作出各種改變。如上所述，可以對多個實施例的特徵進行組合以形成本發明沒有明確描述或說 明的進一步的實施例。雖然關於一個或更多個期望的特性，各種實施例已經被描述為提供優點或優於其它實施例或現有技術的實施方式，但本領域的普通技術人員認識到，可以犧牲一個或更多個特點或特性，以實現期望的整體系統屬性，這取決於具體的應用和實施。這樣，關於一個或更多個特性，被描述為不如其它實施例或現有技術的實施方式理想的實施例並不在本公開的範圍之外，並且可以期望用於特定的應用。當前第1頁1 2 3